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1、期末总结与复习期末总结与复习1考试安排考试安排n n时间：考试周（待定）时间：考试周（待定）n n地点：待定地点：待定2课程主要内容课程主要内容n n第第1章章 计算机网络概述计算机网络概述n n第第2章章 物理层物理层n n第第3章章 数据链路层数据链路层n n第第4章章 网络层网络层n n第第5章章 运输层运输层n n第第6章章 应用层应用层3每章重点内容每章重点内容n n重点内容重点内容n n习题习题4第第 1 章章 概述概述1.1 计算机网络在信息时代中的作用计算机网络在信息时代中的作用1.2 因特网概述因特网概述 1.2.1 网络的网络网络的网络 1.2.2 因特网发展的三个阶段因特
2、网发展的三个阶段 1.2.3 因特网的标准化工作因特网的标准化工作1.3 因特网的组成因特网的组成 1.3.1 因特网的边缘部分因特网的边缘部分 1.3.2 因特网的核心部分因特网的核心部分5第第 1 章章 概述（续）概述（续）1.4 计算机网络在我国的发展计算机网络在我国的发展1.5 计算机网络的类别计算机网络的类别 1.5.1 计算机网络的定义计算机网络的定义 1.5.2 几种不同类别的网络几种不同类别的网络1.6 计算机网络的性能计算机网络的性能 1.6.1 计算机网络的性能指标计算机网络的性能指标 1.6.2 计算机网络的非性能特征计算机网络的非性能特征6第第 1 章章 概述（续）概述
3、（续）1.7 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构1.7.1 计算机网络体系结构的形成计算机网络体系结构的形成1.7.2 协议与划分层次协议与划分层次1.7.3 具有五层协议的体系结构具有五层协议的体系结构1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点实体、协议、服务和服务访问点1.7.5 TCP/IP 的体系结构的体系结构7n n计算机网络，是指将地理位置不同的具有计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络管理软件及网络通信协议网络通信协议
4、的管理和协的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。系统。8计算机网络向用户提供的计算机网络向用户提供的最重要的功能最重要的功能 n n连通性连通性计算机网络使上网用户之间都计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。可以彼此直接连通一样。n n共享共享即资源共享。可以是信息共享、即资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。软件共享，也可以是硬件共享。9分组首部的重要性分组首部的重要性n n每一个分组的首部都含有每一个分组的首部都含有地址地址等控制信等控制信息。
5、息。n n分组交换网中的结点交换机根据收到的分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的分组的首部中的地址信息地址信息，把分组，把分组转发转发到下一个结点交换机。到下一个结点交换机。n n用这样的用这样的存储转发存储转发方式，最后分组就能方式，最后分组就能到达到达最终目的地最终目的地。101.5.2 计算机网络的分类方法计算机网络的分类方法n n从网络的作用范围进行分类从网络的作用范围进行分类n n广域网广域网广域网广域网 WAN(Wide Area Network)WAN(Wide Area Network)n n局域网局域网局域网局域网 LAN(Local Area Network)L
6、AN(Local Area Network)n n城域网城域网城域网城域网 MAN(Metropolitan Area Network)MAN(Metropolitan Area Network)n n个人区域网个人区域网个人区域网个人区域网PAN(PersonalPAN(Personal Area Network)Area Network)111.6 计算机网络的性能计算机网络的性能1.6.1 计算机网络的性能指标计算机网络的性能指标n n速率速率n n带宽带宽n n吞吐量吞吐量n n时延时延n n时延带宽积时延带宽积n n往返时间往返时间RTTn n利用率利用率121.7.2 协议与划分层
7、次协议与划分层次n n计算机网络中的数据交换计算机网络中的数据交换必须遵守事先必须遵守事先约定好的规则约定好的规则。n n这些这些规则规则明确规定了所交换的数据的格明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。的意思）。n n网络协议网络协议(network protocol)，简称为，简称为协协议，议，是为进行网络中的数据交换而建立是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。的规则、标准或约定。13网络协议的组成要素网络协议的组成要素 n n语法语法 数据与控制信息的结构或格式数据与控制信息的结构或格式。n n语义语义 需要发出
8、何种控制信息，完成何需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。种动作以及做出何种响应。n n同步同步 事件实现顺序的详细说明。事件实现顺序的详细说明。14计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构 n n计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构(architecture)是计算机网络的是计算机网络的各层及其协议的集合各层及其协议的集合。n n体系结构就是这个计算机网络及其部件体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的所应完成的功能的精确定义功能的精确定义。15五层协议的体系结构五层协议的体系结构 n n应用层应用层(application layer)n n运输层运输层(transp
9、ort layer)n n网络层网络层(network layer)n n数据链路层数据链路层(data link layer)n n物理层物理层(physical layer)数据链路层5 应用层4 运输层3 网络层2 数据链路层1 物理层16每层的主要功能每层的主要功能 n n应用层应用层(application layer)n n直接为用户的应用进程提供服务。直接为用户的应用进程提供服务。直接为用户的应用进程提供服务。直接为用户的应用进程提供服务。n n进程：正在运行的程序。进程：正在运行的程序。进程：正在运行的程序。进程：正在运行的程序。n nwwwwww协议协议协议协议HTTPHTT
10、P，电子邮件协议电子邮件协议电子邮件协议电子邮件协议SMTPSMTP，文文文文件传输协议件传输协议件传输协议件传输协议FTPFTP等等等等17每层的主要功能每层的主要功能 n n运输层运输层运输层运输层(transport layer)(transport layer)n n负责两个主机中进程之间的通信。负责两个主机中进程之间的通信。负责两个主机中进程之间的通信。负责两个主机中进程之间的通信。n n因特网的运输层可使用两种不同的协议：因特网的运输层可使用两种不同的协议：因特网的运输层可使用两种不同的协议：因特网的运输层可使用两种不同的协议：n n传输控制协议传输控制协议传输控制协议传输控制协议
11、TCPTCP：面向连接的，数据传输的单面向连接的，数据传输的单面向连接的，数据传输的单面向连接的，数据传输的单位是报文段，能够提供可靠的交付。位是报文段，能够提供可靠的交付。位是报文段，能够提供可靠的交付。位是报文段，能够提供可靠的交付。n n用户数据协议用户数据协议用户数据协议用户数据协议UDPUDP：无连接的，数据传输的单位无连接的，数据传输的单位无连接的，数据传输的单位无连接的，数据传输的单位是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提供供供供“尽最大努力交付尽最大
12、努力交付尽最大努力交付尽最大努力交付”18每层的主要功能每层的主要功能 n n网络层网络层(network layer)n n负责为分组交换网上的不同主机提供通信。负责为分组交换网上的不同主机提供通信。负责为分组交换网上的不同主机提供通信。负责为分组交换网上的不同主机提供通信。n n网络层负责将运输层产生的报文段或用户数据报网络层负责将运输层产生的报文段或用户数据报网络层负责将运输层产生的报文段或用户数据报网络层负责将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组进行传送。封装成分组进行传送。封装成分组进行传送。封装成分组进行传送。n n选择合适的路由，使源主机运输层传下来的分组，选择合适的路由，使
13、源主机运输层传下来的分组，选择合适的路由，使源主机运输层传下来的分组，选择合适的路由，使源主机运输层传下来的分组，能通过网络中的路由器找到目的主机。能通过网络中的路由器找到目的主机。能通过网络中的路由器找到目的主机。能通过网络中的路由器找到目的主机。19每层的主要功能每层的主要功能 n n数据链路层数据链路层(data link layer)n n将网络层交下来的将网络层交下来的将网络层交下来的将网络层交下来的IPIP数据报组装成帧数据报组装成帧数据报组装成帧数据报组装成帧（frameframe），），），），在两个相邻结点的链路上传送以在两个相邻结点的链路上传送以在两个相邻结点的链路上传送以
14、在两个相邻结点的链路上传送以帧为单位的数据。帧为单位的数据。帧为单位的数据。帧为单位的数据。n n每一帧包括数据和必要的控制信息。每一帧包括数据和必要的控制信息。每一帧包括数据和必要的控制信息。每一帧包括数据和必要的控制信息。20每层的主要功能每层的主要功能 n n物理层物理层(physical layer)n n透明地传送比特流。传输数据的单位是透明地传送比特流。传输数据的单位是透明地传送比特流。传输数据的单位是透明地传送比特流。传输数据的单位是bitbit。n n传递信息的物理媒介，如双绞线、同轴电缆、传递信息的物理媒介，如双绞线、同轴电缆、传递信息的物理媒介，如双绞线、同轴电缆、传递信息
15、的物理媒介，如双绞线、同轴电缆、光纤等，并不在物理层之内，而是在其下面，光纤等，并不在物理层之内，而是在其下面，光纤等，并不在物理层之内，而是在其下面，光纤等，并不在物理层之内，而是在其下面，故可称为第故可称为第故可称为第故可称为第0 0层。层。层。层。n n透明透明透明透明：某一个实际存在的事物看起来却好像：某一个实际存在的事物看起来却好像：某一个实际存在的事物看起来却好像：某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。不存在一样。不存在一样。不存在一样。21课后习题课后习题n n1-01n n1-08n n1-14n n1-17n n1-21，22，24，26，2722第第 2 章章 物理层
16、物理层2.1 物理层的基本概念2.2 数据通信的基础知识2.2.1 2.2.1 数据通信系统的模型数据通信系统的模型2.2.2 2.2.2 有关信道的几个基本概念有关信道的几个基本概念2.2.3 2.2.3 信道的极限容量信道的极限容量2.3 物理层下面的传输媒体2.3.1 2.3.1 导向传输媒体导向传输媒体2.3.2 2.3.2 非导向传输媒体非导向传输媒体23第第 2 章章 物理层（续）物理层（续）2.4 信道复用技术2.4.1 2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用频分复用、时分复用和统计时分复用2.4.2 2.4.2 波分复用波分复用2.4.3 2.4.3 码分复用码分复用2.
17、5 数字传输系统2.6 宽带接入技术 2.6.1 2.6.1 xDSLxDSL技术技术 2.6.2 2.6.2 光纤同轴混合网（光纤同轴混合网（HFC HFC 网）网）2.6.3 2.6.3 FTTxFTTx 技术技术242.1 物理层的基本概念物理层的基本概念n n物理层考虑的是物理层考虑的是物理层考虑的是物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的怎样才能在连接各种计算机的怎样才能在连接各种计算机的怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流传输媒体上传输数据比特流传输媒体上传输数据比特流传输媒体上传输数据比特流，而不是指连接计，而不是指连接计，而不是指连接计，而不是指连接计算机的具体的
18、物理设备或具体的传输媒体。算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。n n物理设备和传输媒体的种类特别多，通信方式物理设备和传输媒体的种类特别多，通信方式物理设备和传输媒体的种类特别多，通信方式物理设备和传输媒体的种类特别多，通信方式也很多，物理层的作用正是尽可能地屏蔽掉这也很多，物理层的作用正是尽可能地屏蔽掉这也很多，物理层的作用正是尽可能地屏蔽掉这也很多，物理层的作用正是尽可能地屏蔽掉这些差异，使物理层上面的链路层感觉不到这些些差异，使物理层上面的链路层感觉不到这些些差异，使物理层上面的链路层感觉不到这些些差异，使物理
19、层上面的链路层感觉不到这些差异。差异。差异。差异。25常用术语常用术语n n调制（调制（调制（调制（modulationmodulation）解调）解调）解调）解调(demodulation)(demodulation)n n码元码元码元码元(code)(code)波特（波特（波特（波特（baudbaud）n n信道（信道（信道（信道（channelchannel）n n单向通信单向通信单向通信单向通信n n双向交替通信双向交替通信双向交替通信双向交替通信n n双向同时通信双向同时通信双向同时通信双向同时通信n n基带信号基带信号基带信号基带信号 带通信号带通信号带通信号带通信号n n码间串扰
20、码间串扰码间串扰码间串扰26限制码元在信道上的限制码元在信道上的传输速率的因素传输速率的因素n n信道能够通过的频率范围信道能够通过的频率范围n n信噪比信噪比奈式准则（码元传输速率的上限值）奈式准则（码元传输速率的上限值）香农公式（极限信息传输速率）香农公式（极限信息传输速率）272.3 物理层下面的传输媒体物理层下面的传输媒体n n传输媒体：数据传输系统中在发送器和传输媒体：数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路接收器之间的物理通路n n分为两大类：分为两大类：n n导向传输媒体：电磁波沿着固体媒体（铜线导向传输媒体：电磁波沿着固体媒体（铜线导向传输媒体：电磁波沿着固体媒体（铜线导向
21、传输媒体：电磁波沿着固体媒体（铜线或光纤）传播或光纤）传播或光纤）传播或光纤）传播n n非导向传输媒体非导向传输媒体非导向传输媒体非导向传输媒体 ：自由空间：自由空间：自由空间：自由空间 无线传输无线传输无线传输无线传输282.3.1 导向传输媒体导向传输媒体n n双绞线双绞线n n屏蔽双绞线屏蔽双绞线屏蔽双绞线屏蔽双绞线 STP(Shielded Twisted Pair)STP(Shielded Twisted Pair)n n无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线 UTP(Unshielded Twisted UTP(Unshielded Twisted Pair)Pair)n
22、 n同轴电缆同轴电缆n n光缆光缆 292.4 信道复用技术信道复用技术n n复用复用(multiplexing)是通信技术中的基本是通信技术中的基本概念。概念。信道A1A2B1B2C1C2信道信道(a)不使用复用技术共享信道A1A2B1B2C1C2复用分用(b)使用复用技术30信道复用技术信道复用技术n n频分复用频分复用n n时分复用时分复用n n统计时分复用统计时分复用n n波分复用波分复用n n码分复用码分复用CDMA31n nDSL DSL 就是就是就是就是数字用户线数字用户线数字用户线数字用户线(Digital Subscriber Line)(Digital Subscriber
23、 Line)的的的的缩写。用数字技术对现有的模拟电话用户线进行缩写。用数字技术对现有的模拟电话用户线进行缩写。用数字技术对现有的模拟电话用户线进行缩写。用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能承载宽带业务。改造，使它能承载宽带业务。改造，使它能承载宽带业务。改造，使它能承载宽带业务。n n前缀前缀前缀前缀x x表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。n nADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)ADSL(Asymmetric Digit
24、al Subscriber Line)：非非非非对称数字用户线对称数字用户线对称数字用户线对称数字用户线2.6 宽带接入技术宽带接入技术2.6.1 xDSL技术技术32物理层设备物理层设备n n中继器（中继器（Repeater）n n集线器（集线器（Hub）33课后课后习题习题n n2-04n n2-06n n2-13n n2-14 CDMA xDSL ADSLn n2-1534第第 3 章章 数据链路层数据链路层3.1 3.1 使用点对点信道的数据链路层使用点对点信道的数据链路层3.1.1 3.1.1 数据链路和帧数据链路和帧3.1.2 3.1.2 三个基本问题三个基本问题3.2 3.2 点
25、对点协议点对点协议 PPPPPP3.2.1 PPP 3.2.1 PPP 协议的特点协议的特点3.2.2 PPP 3.2.2 PPP 协议的帧格式协议的帧格式3.2.3 PPP 3.2.3 PPP 协议的工作状态协议的工作状态35第第 3 章章 数据链路层（续）数据链路层（续）3.3 3.3 使用广播信道的数据链路层使用广播信道的数据链路层 3.3.1 3.3.1 局域网的数据链路层局域网的数据链路层 3.3.2 CSMA/CD 3.3.2 CSMA/CD 协议协议3.4 3.4 使用广播信道的使用广播信道的以太网以太网 3.4.1 3.4.1 使用集线器的星形拓扑使用集线器的星形拓扑 3.4.
26、2 3.4.2 以太网的以太网的信道利用率信道利用率 3.4.3 3.4.3 以太网的以太网的 MAC MAC 层层36第第 3 章章 数据链路层（续）数据链路层（续）3.5 3.5 扩展的以太网扩展的以太网3.5.1 3.5.1 在物理层扩展以太网在物理层扩展以太网3.5.2 3.5.2 在数据链路层扩展以太网在数据链路层扩展以太网3.6 3.6 高速以太网高速以太网 3.6.1 100BASE-T 3.6.1 100BASE-T 以太网以太网 3.6.2 3.6.2 吉比特以太网吉比特以太网 3.6.3 10 3.6.3 10 吉比特以太网吉比特以太网 3.6.4 3.6.4 使用高速以太
27、网进行宽带接入使用高速以太网进行宽带接入37数据链路层数据链路层 数据链路层使用的信道主要有以下两种数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：类型：n n点对点信道点对点信道：这种信道使用一对一的点：这种信道使用一对一的点对点通信方式。对点通信方式。n n广播信道广播信道：这种信道使用一对多的广播：这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。据发送。383.1.1 数据链路和帧数据链路和帧 n n链路链路链
28、路链路(link)(link)是一条点到点的物理线路段，中间是一条点到点的物理线路段，中间是一条点到点的物理线路段，中间是一条点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。没有任何其他的交换结点。没有任何其他的交换结点。没有任何其他的交换结点。n n一条链路只是一条通路的一个组成部分。一条链路只是一条通路的一个组成部分。一条链路只是一条通路的一个组成部分。一条链路只是一条通路的一个组成部分。n n数据链路数据链路数据链路数据链路(data link)(data link)除了物理线路外，还必须除了物理线路外，还必须除了物理线路外，还必须除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若
29、把实现有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。数据链路。数据链路。数据链路。n n现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。来实现这些协议的硬件和软件。来实现这些协议的硬件和软件。来实现这些协议的硬件和软件。39
30、3.1.2 三个基本问题三个基本问题(1)封装成帧封装成帧：帧定界，帧从什么地方开始，：帧定界，帧从什么地方开始，到什么地方结束。到什么地方结束。(2)透明传输透明传输：传送的数据的比特组合必须是：传送的数据的比特组合必须是不受限制的。不受限制的。(3)差错控制差错控制：接收端能检测出有差错的帧，：接收端能检测出有差错的帧，并根据协议作出相应的处理。并根据协议作出相应的处理。403.2 点对点协议 PPP3.2.1 PPP 3.2.1 PPP 协议的特点协议的特点3.2.2 PPP 3.2.2 PPP 协议的帧格式协议的帧格式3.2.3 PPP 3.2.3 PPP 协议的工作状态协议的工作状态
31、41一、PPP 协议的帧格式IP 数据报1211字节12不超过 1500 字节PPP 帧先发送7EFF03FACFCSF7E协议信 息 部 分首部尾部42二、透明传输问题二、透明传输问题 n n当当 PPP 用在同步传输链路时，协议规定用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成采用硬件来完成零比特填充零比特填充。n n当当 PPP 用在异步传输时，就使用一种特用在异步传输时，就使用一种特殊的殊的字符填充法字符填充法。433.3 使用广播信道的数据链路层使用广播信道的数据链路层3.3.1 3.3.1 局域网的数据链路层局域网的数据链路层3.3.2 CSMA/CD 3.3.2 CSMA/CD 协议
32、协议443.3.1 局域网的数据链路层局域网的数据链路层 n n局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。有，且地理范围和站点数目均有限。有，且地理范围和站点数目均有限。有，且地理范围和站点数目均有限。n n局域网具有如下的一些主要优点：局域网具有如下的一些主要优点：局域网具有如下的一些主要优点：局域网具有如下的一些主要优点：n n具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。具有广播功能，从一个站点可很
33、方便地访问全网。具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。和软件资源。和软件资源。和软件资源。n n便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。活调整和改变。活调整和改变。活调整和改变。n n提高了系统的可靠性、可用性和残存性。提高了系统的可靠性、可用性和残存性。
34、提高了系统的可靠性、可用性和残存性。提高了系统的可靠性、可用性和残存性。（reliability,availability,survivabilityreliability,availability,survivability ）45局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构 网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有：星型结构、环型互间的连接，它
35、的结构主要有：星型结构、环型结构、总线结构、树型结构、分布式结构、网状结构、总线结构、树型结构、分布式结构、网状结构、蜂窝状结构等。结构、蜂窝状结构等。461.以太网的两个标准以太网的两个标准 n nDIX Ethernet V2DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品是世界上第一个局域网产品是世界上第一个局域网产品是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。（以太网）的规约。（以太网）的规约。（以太网）的规约。19801980年美国施乐公司年美国施乐公司年美国施乐公司年美国施乐公司（XeroxXerox）联合联合联合联合DECDEC、IntelIntel公司提出公司提出公司提出
36、公司提出n nIEEE IEEE 的的的的 802.3 802.3 标准标准标准标准。19831983年年年年IEEEIEEE制订制订制订制订n nDIX Ethernet V2 DIX Ethernet V2 标准与标准与标准与标准与 IEEE IEEE 的的的的 802.3 802.3 标准只标准只标准只标准只有很小的差别，因此可以将有很小的差别，因此可以将有很小的差别，因此可以将有很小的差别，因此可以将 802.3 802.3 局域网简称局域网简称局域网简称局域网简称为为为为“以太网以太网以太网以太网”。n n严格说来，严格说来，严格说来，严格说来，“以太网以太网以太网以太网”应当是指符
37、合应当是指符合应当是指符合应当是指符合 DIX DIX Ethernet V2 Ethernet V2 标准的局域网标准的局域网标准的局域网标准的局域网 47n nCSMA/CD CSMA/CD 表示表示表示表示 Carrier Sense Multiple Access Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectionwith Collision Detection（载波监听多点接入载波监听多点接入载波监听多点接入载波监听多点接入/碰碰碰碰撞检测）撞检测）撞检测）撞检测）n n“多点接入多点接入多点接入多点接入”表示许多计算机以多点
38、接入的方式表示许多计算机以多点接入的方式表示许多计算机以多点接入的方式表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。连接在一根总线上。连接在一根总线上。连接在一根总线上。3.3.2 CSMA/CD 协议协议 48载波监听载波监听 n n“载波监听载波监听”是指每一个站在发送数据是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。发送数据，以免发生碰撞。n n总线上并没有什么总线上并没有什么“载波载波”。因此，。因此，“载波监听载波监听”就是用电子技术检测总线上就是
39、用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。有没有其他计算机发送的数据信号。49碰撞检测碰撞检测n n“碰撞检测碰撞检测碰撞检测碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信就是计算机边发送数据边检测信就是计算机边发送数据边检测信就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。道上的信号电压大小。道上的信号电压大小。道上的信号电压大小。n n当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。信号电压摆动值将会增大（
40、互相叠加）。信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。n n当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。发送数据，表明产生了碰撞。发送数据，表明产生了碰撞。发送数据，表明产生了碰撞。n n所谓所谓所谓所谓“碰撞碰撞碰撞碰撞”就是发生了冲突。因此就是发生了冲突。因此就是发生了冲突。因此就是发生了冲突。因此
41、“碰撞检碰撞检碰撞检碰撞检测测测测”也称为也称为也称为也称为“冲突检测冲突检测冲突检测冲突检测”。50检测到碰撞后检测到碰撞后n n在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来。失真，无法从中恢复出有用的信息来。失真，无法从中恢复出有用的信息来。失真，无法从中恢复出有用的信息来。n n每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现每一个正在发送数据的站，一旦发现
42、总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。资源，然后等待一段随机时间后再次发送。资源，然后等待一段随机时间后再次发送。资源，然后等待一段随机时间后再次发送。51争用期（争用期（contention period）n n最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多经过时间多经过时间 2 （两倍的端到端往返时延）（两倍的端到端往返时延）就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。就可知道发送的数据帧是否遭
43、受了碰撞。n n以太网的端到端往返时延以太网的端到端往返时延 2 称为称为争用期争用期，或或碰撞窗口碰撞窗口。n n经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。才能肯定这次发送不会发生碰撞。523.4 使用广播信道的以太网使用广播信道的以太网3.4.1 3.4.1 使用集线器的星形拓扑使用集线器的星形拓扑3.4.2 3.4.2 以太网的信道利用率以太网的信道利用率3.4.3 3.4.3 以太网的以太网的 MAC MAC 层层53使用集线器的双绞线以太网使用集线器的双绞线以太网 集线器两对双绞线站点RJ-45 插头54集线器的一些特点集线
44、器的一些特点 n n集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。n n使用集线器的以太网在物理上是一个星型网，但使用集线器的以太网在物理上是一个星型网，但使用集线器的以太网在物理上是一个星型网，但使用集线器的以太网在物理上是一个星型网，但在在在在逻辑上逻辑上逻辑上逻辑上仍是一个总线网，各工作
45、站使用的还是仍是一个总线网，各工作站使用的还是仍是一个总线网，各工作站使用的还是仍是一个总线网，各工作站使用的还是 CSMA/CD CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线。（星型协议，并共享逻辑上的总线。（星型协议，并共享逻辑上的总线。（星型协议，并共享逻辑上的总线。（星型总线）总线）总线）总线）n n集线器很像一个多接口的转发器（中继器），工集线器很像一个多接口的转发器（中继器），工集线器很像一个多接口的转发器（中继器），工集线器很像一个多接口的转发器（中继器），工作在物理层。作在物理层。作在物理层。作在物理层。553.4.3 以太网的以太网的 MAC 层层1.MAC 层的硬件地址层的硬件
46、地址 n n在局域网中，在局域网中，硬件地址硬件地址又称为又称为物理地址物理地址，或或 MAC 地址地址。n n802 标准为局域网规定了一种标准为局域网规定了一种48bit的全球地的全球地址，是指网卡上固化在址，是指网卡上固化在ROM中的地址。中的地址。6个字节的地址字段可使全世界所有局域网个字节的地址字段可使全世界所有局域网上的站都具有不同的地址。上的站都具有不同的地址。562.MAC 帧的格式帧的格式 n n常用的以太网常用的以太网MAC帧格式有两种标准帧格式有两种标准：n nDIX Ethernet V2 DIX Ethernet V2 标准标准标准标准n nIEEE IEEE 的的的
47、的 802.3 802.3 标准标准标准标准n n最常用的最常用的 MAC 帧是帧是以太网以太网 V2 的格式的格式。57以太网 MAC 帧物理层MAC层IP层目的地址 源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报MAC MAC 帧帧以太网V2的 MAC 帧格式 一共由一共由5部分组成部分组成583.5 扩展的局域网扩展的局域网3.5.1 在物理层扩展局域网在物理层扩展局域网3.5.2 在数据链路层扩展局域网在数据链路层扩展局域网注：这种扩展的局域网在网络层看来仍注：这种扩展的局域网在网络层看来仍然是一个网络。然是一个网络。593.5.1 在物理层扩展局域网在物理层扩展局域网n
48、 n使用中继器使用中继器n n使用集线器使用集线器 60n n优点优点n使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信。n扩大了局域网覆盖的地理范围。n n缺点缺点n n碰撞域增大了，但总的碰撞域增大了，但总的吞吐量吞吐量并未提高。并未提高。n n如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来。不能用集线器将它们互连起来。用集线器扩展局域网用集线器扩展局域网 61n n在数据链路层扩展局域网是使用在数据链路层扩展局域网是使用在数据链路层扩展局域网是使用在数据链路层扩展局域网是使用网桥网桥网桥网桥。n n网桥工作在数据链路
49、层，它根据网桥工作在数据链路层，它根据网桥工作在数据链路层，它根据网桥工作在数据链路层，它根据 MAC MAC 帧的目帧的目帧的目帧的目的地址对收到的帧进行转发。的地址对收到的帧进行转发。的地址对收到的帧进行转发。的地址对收到的帧进行转发。n n网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的帧的目的帧的目的帧
50、的目的 MAC MAC 地址，然后再确定将该帧转发地址，然后再确定将该帧转发地址，然后再确定将该帧转发地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口。到哪一个接口。到哪一个接口。到哪一个接口。3.5.2 在数据链路层扩展局域网在数据链路层扩展局域网 621.网桥的内部结构 站表接口管理 软件网桥协议 实体缓存接口 1接口 2网段 B网段 A111222站地址 接口网桥网桥接口 1接口 212两个端口分别与两个网段相连两个端口分别与两个网段相连收到帧，放到缓存中收到帧，放到缓存中如果出错，则丢弃；如果出错，则丢弃；若目的站若目的站MAC地址属于另一网段，地址属于另一网段，则查找转发表，送往对应的端口发则